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Störsignale im LTE-Netz

02. Sep 2016

Störungen im LTE Netz – Übertragung der vollen Bandbreite

Speedtest zeigt Störungen im LTE Netz

(© FTS Hennig)

Viele Menschen in Deutschland sind für die Internetversorgung am Wohnort oder in der Firma auf UMTS/HSPA oder LTE angewiesen. Von den Netzbetreibern werden tolle Tarife angeboten. Leider werden meist nicht im Ansatz die tariflich vereinbarten Leistungen erreicht - trotz guter LTE Außenantenne und bester Installation. Woran liegt das?

Wenn wir davon ausgehen, dass wir an unserem Standort wirklich alles für den besten Empfang getan haben, also die richtige LTE Antenne auf dem Dach montiert wurde, das Antennenkabel wenig Dämpfung aufweist und die Antenne optimal ausgerichtet ist, gibt es im Netz von uns nicht beeinflussbare Größen.

Die verfügbare Bandbreite

Telekom Logo

Telekom: Geringe Kapazitäten(© FTS Hennig)

Wie wir alle wissen, gibt es bei der DSL-Versorgung und den Glasfaseranbindungen in Deutschland noch große Probleme. In den Regionen, wo man über LTE arbeitet, sind die Glasfaserleitungen eben Mangelware, sonst hätte man sicherlich auch für zu Hause DSL. Also muss die Bandbreite auch wieder über Richtfunk heran transportiert werden. Das LTE-Netz selbst ist so hoch entwickelt und leistungsstark und könnte damit viele Kunden mit der gewünschten Bandbreite versorgen. Aber diese steht oft am Sendemast gar nicht zur Verfügung. Die Lösung dieses Problems ist für die Netzbetreiber aktuell eine große Aufgabe, deren baldige Lösung fraglich ist. Die unzureichende Kapazität ist allerdings ein Mangel, den der Kunde zwar unmittelbar spürt, aber per Definition noch keine Störung darstellt.

Störungen im LTE Netz

Interferenzen Grafik

Interferenzen in LTE Zellen(© FTS Hennig)

Das LTE-Netz ist in Makro-, Mikro- und Femto- Zellen aufgeteilt. Diese Zellen sind örtlich sehr dicht beieinander. Die Netzbetreiber haben aber nur wenige Frequenzblöcke in dem jeweiligen Bereich ersteigern können. So arbeiten Vodafone, Telekom und O2 in dem 800-MHz-Bereich lediglich nur mit zwei Frequenzblöcken mit je 5 MHz Bandbreite. Es wurden je Anbieter zwei Blöcke für den Uplink und zwei Blöcke für den Downlink vergeben. Dies hat aber eine hohe Gefahr durch Interferenzen zur Folge.

Die Netzbetreiber legen viel Aufmerksamkeit auf die Vermeidung von Störungen der Zellen untereinander. Es werden ständig Messungen der Zeitpläne und Ressourcenblöcke durchgeführt, denn Interferenzen zwischen den Zellen verschlechtern die Netzwerkleistung dramatisch. So kann es durchaus vorkommen, dass die Sendeleistung am Mast wegen Interferenzen und Überreichweiten reduziert wird.

Externe Störungen

LTE MIMO Antenne

Wird das Signal gestört,
hilft auch die Antenne nichts(© FTS Hennig)

Vielleicht sind aber die externen Störungen im LTE Netz noch viel schwerwiegender. Diese Störquellen können durch das Netz selbst nicht beeinflusst werden. Diese externen Störungen sind deshalb Auslöser für neue Initiativen der FCC. Wie Julius Knapp in einer Keynote an der Silicon Irons Konferenz im November 2013 feststellte, müssen die externen Störungen durch die Funkfrequenzbelastung in realen Netzen mehr Beachtung finden.

Externe Störungen sind:.

  • Interferenzen mit anderen Funkdiensten wie Flugfunk und grenzüberschreitender Mobilfunk

  • Witterungsbedingungen wie starker Regen

  • Jahreszeitliche Störungen durch Bäume

  • Veränderungen in der Umgebung oder im Haus und damit die Entstehung von Reflektionen

  • Unüberschaubare Reflektionen durch Häuser in den Großstädten

Auswirkungen der Störungen

Einfach ausgedrückt wird durch die Störungen der Versorgungsbereich verringert und die Netzwerkleistung verschlechtert sich. LTE ist durch den technischen Aufbau weniger störanfällig als das 3G Netz, aber dennoch anfällig. Zum Erreichen der gewünschten Übertragungsleistungen im LTE Netz ist eine höhere spektrale Effizienz in Bit pro Sekunde pro Hertz erforderlich. Dazu wird aber ein wesentlich höheres SINR (Signal-Interferenz-Rausch-Verhältnis) am Endgerät benötigt. Einfach ausgedrückt werden für die gewünschten Datendurchsatzraten klarere Signale benötigt.

Durch die Störungen im Empfangssignal an der Basisstation wird der Empfänger unempfindlicher, denn das Grundrauschen erhöht sich. Die Modulationskodierung (MCS) ist aber vom Signalpegel und dem Grundrauschen abhängig. Wird nun das RSRQ durch Störungen belastet, taktet die Basisstation über den Scheduler (Ablaufplansteuerung) von dem 64QAM Modulationsverfahren auf die weniger komplizierten Modulationsverfahren (QPSK/16QAM) herunter und die Geschwindigkeit sinkt.

Der Scheduler versucht die Ressourcenblöcke effizient zu verteilen, wertet das Verkehrsaufkommen und das RSRQ aus und steuert damit die Internetgeschwindigkeit beim Kunden. Die Kombination von wenigen Ressourcenblöcken und untere MCS Raten reduziert drastisch die Netzwerkleistung der LTE-Netze.

FAZIT

Für hohe Internetgeschwindigkeiten und hohen Datendurchsatz ist ein sehr guter RSRQ-Wert erforderlich. Dies kann durch beste LTE Antennen und optimale Installation gefördert werden. Zum anderen müssen die Netzbetreiber die Zellenstruktur ständig optimieren und Mechanismen zur Störungsbeseitigung entwickeln.


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Merkl Horst

05.01.2018

Seid ca.4 Monate kommt nur noch 1 Balken am Router an. Zuvor waren es 3 Balken.

Beim Herunterladen kommen noch 170 kbit/s

Upload  432 kbit/s   das ist eine Zumutung.  Internet zeigt verfügbarkeit von 4G !!

Wie kann das erreicht werden?  Ist was mit dem Hybrit Tarif zu verbessern?

Antwort von FTS Hennig:

06.01.2018

Hallo Horst,
mit dem beschriebenen Zustand kann man selbstverständlich nicht arbeiten. Wo können die Ursachen liegen?
Der eine Balken beschreibt uns einen Signalpegel von ca. -110 bis -115 dBm. Das sind Werte kurz vor dem Abriss. Das heißt, in einer "ruhigen" Situation finden sich Sendemast und Router. Sobald aber einer von beiden anfängt arbeiten zu wollen oder zu müssen, merken sie, es geht nicht. Daher auch nur die wenigen kB.
Dieser Zustand hat noch nichts mit Störsignalen zu tun. Im Augenblick ist überhaupt nichts vorhanden.
Da bei Ihnen enormes Verbesserungspotential vorhanden ist, benötigen Sie auch eine extrem gute Außenantenne: am besten das DUO Set . Mit einer ordendlichen Installation auf dem Dach den 2x 12dBi könnten dann schon wieder die 3 bis 4 Balken auf dem Router erscheinen. Wenn nur eine Wandmontage möglich ist, muss die geometrische Form der Antenne verkleinert werden und Sie verwenden die mit 2x 8dBi. Das ist in Ihrer Situation aber schon ein Kompromiss. Sie werden sich mit der Wandmontage verbessern, schöpfen aber nicht alle Möglichkeiten aus.
Fazit: Es muss eine leistungsstarke Antenne AUSSEN montiert werden.

Der Hybrid Tarif hilft für diese Situation nichts, denn auch der Tarif funktioniert nur mit einer soliden LTE Verbindung. Und die muss, wie oben beschrieben, erst einmal hergestellt werden.

Beste Grüße und immer gute Verbindungen
wünscht das FTS Hennig Team